探測器暗電流綜述報告-文庫吧
2025-07-11 11:29 本頁面
【正文】 散五價元素磷而形成重摻雜十型層,并在與十區(qū)間通過擴散形成輕摻雜高阻型硅,作為保護環(huán),使一結區(qū)變寬,呈現(xiàn)高阻。圖(b)是pin結構,為高阻型硅,作為保護環(huán),同樣用來防止表面漏電和邊緣過早擊穿。圖表示一種新的達通型雪崩光電二極管記作結構,二為高阻型硅,本圖的右邊畫出了不同區(qū)域內的電場分市情況,其結構的特點是把耗盡層分高電場倍增區(qū)和低電場漂移區(qū)。圖(c)中,區(qū)為高電場雪崩倍增區(qū),而幣義為低電場漂移區(qū)。器件在工作時,反向偏置電壓使耗盡層從`一結一直擴散到二一邊界。當光照射時,漂移區(qū)產生的光生載流子電子在電場中漂移到高電場區(qū),發(fā)生雪崩倍增,從而得到較高的內部增益,耗盡區(qū)很寬,能吸收大多數(shù)的光子,所以量子效率也高,另外,達通型雪崩光電二極管還具有更高的響應速度和更低的噪聲。暗電流的形成及其影響因素探測器暗電流由五部分部分構成:擴散電流、產生復合電流、歐姆電流、表面復合電流和隧道電流。載流子濃度對器件的暗電流影響：在反向偏置低壓時探測器的暗電流主要由產生復合電流構成,偏壓再增大時,帶與帶間隧道電流對暗電流的貢獻起主要作用,且光吸收層的載流子濃度對器件的暗電流有很大的影響。結面積和壓焊區(qū)尺寸對探測器暗電流影響：電極壓焊區(qū)的大小及位置相關的表面漏電對探測器暗電流的影響不大,結區(qū)暗電流仍為器件暗電流的主要分量。腐蝕速率和鈍化技術對暗電流影響：腐蝕臺面時腐蝕速率稍大, 側向鉆蝕較明顯, 這會影響鈍化層的淀積, 使部分有源區(qū)側壁沒有覆蓋到鈍化層, 而磁控濺射制作電極時, 金屬與這些沒有受到鈍化保護的有源區(qū)形成肖特基勢壘。肖特基勢壘的電流輸運機制很多, 其中一種機制是吸收層中含有許多位錯缺陷, 這些位錯缺陷會協(xié)助載流子通過隧穿方式穿越勢壘而到達金屬, 其電流表達式近似為I =Is exp(βV)。溫度特性對暗電流影響：零偏時,光電流在20℃以下隨著溫度的上升而變大,符合相關理論。但是,溫度高于20℃后,光電流隨溫度增加的變化很小,甚至在升溫時電流值略有下降。在忽略其他因素的條件下,:擴散電流、產生復合電流、歐姆電流、表面復合電流和隧道電流。擴散電流起源于耗盡區(qū)邊緣p區(qū)和n區(qū)熱激發(fā)產生的少數(shù)載流子向耗盡層的擴散。這里所模擬的器件是基于我們實際研制的p+in+異質結臺面結構,p區(qū)為重摻雜InP層,InP材料ni較小,擴散電流與n2i成正比,所以,p區(qū)向耗盡層的擴散電流可忽略不計,在此,。表達式如下:式中:ni為本征載流子濃度,Dp為i區(qū)中空穴擴散系數(shù),τp為i區(qū)中空穴的壽命,Nd為i區(qū)的摻雜濃度,A是耗盡層與p區(qū)和i區(qū)的接觸面積,V為探測器所加偏壓。產生復合電流起源于勢壘區(qū)熱激發(fā)產生的載流子在電場作用下向勢壘區(qū)兩邊的漂移運動,如式(2)所示:式中:q為電子電量,τeff是有效載流子壽命, W為耗盡層寬度,W=[2εj(Vb+ V)/ qNd] 1/2,εj為i層介
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